Qu'est-ce que la technologie SIM embarquée (ESIM) et comment peut-elle aider à la conception de produits IoT

Le choix du bon support de communication est généralement une partie très difficile du développement de toute solution IoT. Dans les situations où une portée supérieure à celle du Wi-Fi et du Bluetooth est requise, les options se situent généralement entre les technologies LPWAN telles que LoRa, Sigfox, etc., mais bien que ces technologies soient livrées avec des fonctionnalités Pro-IoT telles que la faible puissance et la longue portée, elles sont gérées avec des défis d'infrastructure et de couverture qui poussent les développeurs vers la communication cellulaire (2G, 3G, 4G, etc.), en particulier dans les applications où l'alimentation n'est pas très préoccupante.

Cependant, conformément à la nature folle des protocoles de communication et de l'IoT, alors que l'IoT cellulaire dispose de l'infrastructure et de la couverture éprouvées pour prendre en charge le déploiement mondial, il est incroyablement difficile à gérer à grande échelle en raison de plusieurs facteurs, notamment les exigences de la carte SIM et les défis qui l'entourent. il.

En partie pour résoudre ce problème et d'autres problèmes similaires avec les smartphones et autres appareils électroniques grand public, la GSMA (le consortium de communication cellulaire) a commencé en 2010 à explorer la possibilité de cartes SIM basées sur des logiciels. En 2016, le consortium a annoncé la spécification technique de la technologie appelée eSIM, qui élimine le besoin d'une carte SIM physique dans les appareils grand public, et depuis lors, l'adoption s'est développée avec plusieurs fabricants comme un ARM avec sa nouvelle carte SIM intégrée appelée ARM eSIM et d'autres géants des appareils grand public comme Apple l'intègrent dans différents produits.

Pour l'article d'aujourd'hui, nous examinerons cette technologie en relation avec l'IoT. Nous passerons en revue ses fonctionnalités, son état actuel et son impact potentiel sur l'IoT.

Qu'est-ce qu'une eSIM

Les eSIM portent plusieurs noms, y compris Soft SIM, Virtual SIM, Embedded SIM, Electronic SIM ou Remote SIM, mais ils font tous référence à une carte de circuit intégré universelle intégrée (eUICC) capable de prendre en charge plusieurs profils d'opérateurs de réseau virtuellement intégrés.

Contrairement à la carte SIM ordinaire, les eSIM sont reprogrammables par logiciel. Cela signifie que vous pouvez modifier l'intégralité du contenu de la carte SIM, y compris l'identité internationale de l'abonné mobile (IMSI) et les profils des opérateurs de réseau, via un logiciel sans fil, éliminant ainsi le besoin d'échanger les cartes SIM.

Une idée fausse courante est que eSIM se réfère uniquement au matériel SIM intégré comme la carte SIM MFF2 illustrée ci-dessous, mais il se réfère également à des cartes SIM en plastique amovibles moins populaires comme les SIM au facteur de forme 4FF, sur lesquelles un logiciel UICC intégré peut également être déployé.

Comment fonctionne l'eSIM?

Une explication de base du fonctionnement des eSIM est que les cartes SIM sont déployées avec l'appareil et que l'utilisateur / le fabricant dispose d'une interface grâce à laquelle il peut ajouter, mettre à jour, étendre ou supprimer à distance plusieurs opérateurs de réseau.

Pour une description technique, cependant, selon les spécifications eSIM de la GSMA, il existe deux composants principaux aux eSIM: l'UICC (matériel) embarqué qui est intégré dans l'appareil lors de la fabrication et une plateforme de gestion des abonnements (SM). La plateforme de gestion des abonnements (SM) est composée de deux éléments clés; le SM-SR (Subscription Management Secure Routing) et le SM-DP (Subscription Management Data Preparation).

Pendant le processus de fabrication ou de déploiement, le fabricant ou le fournisseur (MNO, appareil M2M ou fabricant d'électronique grand public, etc.) de l'eUICC enregistre les cartes SIM avec le SM-SR, qui maintient ensuite une connexion sécurisée avec l'eUICC pour gérer les abonnements. Grâce au SM-SR, l'eUICC peut être atteint avec les commandes du fournisseur ou du SM-DP, qui est chargé de formater les profils des ORM dans un format compatible avec l'eUICC.

Pour activer un MNO sur l'eUICC, une commande, lancée dans un sens (généralement via la lecture de codes-barres) ou dans l'autre par l'utilisateur, est envoyée par le MNO au SM-DP, qui traite la commande et télécharge le profil MNO vers l'eUICC, tout en fournissant également une interface qui permet au MNO d'activer / de désactiver un profil.

Il y a eu un certain débat sur les applications des eSIM au début, des organisations comme Motorola estimant qu'elle était orientée vers les applications industrielles M2M, tandis que des organisations comme Apple estimaient qu'il n'y avait aucune raison pour qu'elle ne figure pas dans les produits de consommation. En conséquence, vraisemblablement, pour créer quelque chose qui convient aux deux applications, le consortium (GSMA) a approuvé deux architectures pour les eSIM;

Architecture eSIM M2M
Architecture eSIM de l'électronique grand public

Alors que les deux architectures prennent en charge les fonctionnalités reprogrammables des eSIM, l'approche pour les réaliser (entre autres) est différente dans les deux piles. Pour l'architecture électronique grand public, un modèle contrôlé par le client est mis en œuvre, de sorte que l'utilisateur final du dispositif ait le contrôle de l'approvisionnement du réseau à distance et de la gestion des profils d'opérateurs. Pour l'architecture M2M, cependant, un modèle contrôlé par serveur qui permet le provisionnement et la gestion à distance des opérateurs de réseau mobile à partir d'une infrastructure backend / serveur central est mis en œuvre. Cela a du sens car l'interaction humaine au niveau M2M est réduite et les mises à niveau et les modifications à distance sont les fonctionnalités clés qui correspondent aux cas d'utilisation de l'IoT.

Principales caractéristiques des eSIM

La plupart des gens conviendront certainement que la caractéristique la plus attrayante des eSIM est la flexibilité avec laquelle ils permettent aux utilisateurs de basculer entre les ORM sans avoir à changer de matériel physique, grâce à sa reprogrammabilité en direct et à sa capacité à naviguer dans plusieurs profils. de différents opérateurs sur le même appareil. Cela se traduit cependant par plusieurs autres fonctionnalités qui affectent (positivement, je crois) l'appareil de plusieurs manières. Certaines de ces caractéristiques comprennent:

1. Réduction des coûts

Du coût du matériel comme le SIM Tray et ses circuits de support au coût des SIM eux-mêmes entre autres, les cartes SIM classiques présentent un coût total de possession bien supérieur à celui des eSIM.

2. Interopérabilité

Tous les partenaires accrédités de l'écosystème GSMA sont censés se conformer aux normes et à l'architecture publiées, garantissant ainsi l'interopérabilité.

3. Petit facteur de forme

La forme, la taille et la nécessité d'une ouverture sont des exigences des cartes SIM classiques qui influencent le facteur de forme de l'appareil dans lequel elles sont utilisées. Avec la nature semblable à une puce des eSIM, environ la moitié de la taille des Nano SIM et ne nécessitant pas de socket, les concepteurs auront plus de flexibilité avec la taille et le facteur de forme des appareils.

4. Efficacité énergétique

Même s'ils mettent en œuvre une communication cellulaire qui n'est pas très économe en énergie, les eSiM fonctionnent avec moins d'énergie que les cartes SIM classiques.

5. Sécurité

Une autre caractéristique évidente des eSIM est leur sécurité physique. Le fait d'avoir la puce intégrée dans l'appareil rend presque impossible la falsification ou la suppression pour une mauvaise utilisation. En plus de cela, un système complet d'accréditation de sécurité (SAS) est livré avec le cadre eSIM.

Impact potentiel de l'eSIM sur l'IoT

Si les eSIM vont révolutionner tout ce qui concerne l'industrie des télécommunications, des opérations au rendu de services, elles auront également un impact significatif sur l'IoT.

Il existe trois domaines principaux de l'IoT cellulaire qui peuvent être potentiellement affectés par les eSIM;

1. Flexibilité

C'est probablement le plus gros problème avec l'IoT cellulaire via des cartes SIM classiques. Alors que la couverture via la connectivité cellulaire, en général, est vaste, la qualité de la couverture par chaque ORM diffère d'un emplacement à l'autre. Pour cette raison, pour tirer pleinement parti des fonctionnalités de connectivité des communications cellulaires, les utilisateurs doivent effectuer les tâches difficiles et intensives sur le plan opérationnel de la commutation entre les cartes SIM, ce qui limite les solutions IoT. Cependant, avec les eSIM, les fournisseurs de solutions IoT peuvent changer de profil d'appareil rapidement et en toute sécurité Over-the-air ou même automatiser le processus, de sorte que les changements de connectivité peuvent être mis en œuvre en fonction de critères tels que la force du signal, les tarifs, etc.

2. Évolutivité

Le déploiement de l'IoT cellulaire sur plusieurs appareils peut être assez compliqué, car la gestion de la carte SIM peut devenir très complexe assez rapidement à mesure que le nombre d'appareils augmente. Grâce à la flexibilité d'interopérabilité offerte par les eSIM, cela peut être mieux géré.

3. Fiabilité / durabilité

L'utilisation d'une seule carte SIM du fournisseur de réseau avec la plus grande couverture ou le remplacement physique des cartes SIM pour une couverture améliorée pose des problèmes de fiabilité. Le fournisseur avec la plus grande zone de couverture peut ne pas avoir de couverture dans votre emplacement de déploiement et les cartes SIM sont endommagées ou échouent pendant le processus d'échange. Avec les eSIM et les «swaps SIM» en direct, le système devient plus fiable et durable à mesure que les considérations de conception mécanique de l'appareil sont simplifiées.

Applications et cas d'utilisation pour eSIM

Alors que l'impact des eSIM est attendu dans tous les domaines d'application de l'IoT, certains secteurs devraient être d'énormes bénéficiaires. Certains de ces secteurs comprennent:

1. Industrie automobile

Le paradigme de la «voiture connectée» devenant rapidement courant, les eSIM ont le potentiel de fournir la connectivité embarquée transparente nécessaire pour permettre aux utilisateurs de profiter de toutes les fonctionnalités des véhicules. Outre la connectivité, les mises à jour rapides de l'OTA pourraient également potentiellement révolutionner la mise en œuvre du transfert de propriété.

2. Agriculture

Alors que la plupart des applications liées à l'agriculture utilisent des protocoles LPWAN tels que LoRa, une liaison de connectivité telle que la connectivité cellulaire est souvent encore nécessaire pour acheminer les données vers le cloud de l'appareil. En raison de l'emplacement de la plupart des fermes, la force du signal des ORM peut varier. Avec les eSIM, les agriculteurs peuvent basculer entre les ORM sans tracas.

3. Les

capteurs de suivi d'objets qui suivent et surveillent les conditions de différents objets en mouvement tels que les voitures, les camions, les expéditions, etc. peuvent être réduits avec une durée de vie de la batterie plus longue et une zone de couverture illimitée (commutation entre plusieurs MNO), grâce aux eSIM.

Techniquement, chaque application IoT mieux implémentée avec l'IoT cellulaire connaîtra une augmentation des performances, grâce aux eSIM.

iSIM

Comme toute nouvelle technologie, les adaptations de la technologie eSIM prennent progressivement vie, les plus récentes étant iSIM.

iSIM (qui signifie SIM intégrée) est une technologie basée sur les fonctionnalités des eSIM. Alors que les eSIM ne sont généralement qu'une puce dédiée qui nécessite toujours d'être connectée au processeur de l'appareil, l'iSIM combine le cœur du processeur et les fonctionnalités eSIM dans une seule unité de système sur puce (SoC).

Il a été développé dans le but de réduire davantage l'empreinte des cartes SIM, car en l'intégrant dans le processeur, l'appareil peut devenir encore plus petit et moins cher, grâce à la réduction de la nomenclature.

Même si la technologie en est encore à ses débuts, iSIM semble définitivement être l'avenir pour la plupart des applications, et plusieurs fabricants de puces, dont Qualcomm, sautent déjà dessus avec la récente version de Qualcomm® Snapdragon ™ 855 SOC.

Conclusion

Bien qu'il y ait encore des tonnes de travail à faire pour que les eSIM deviennent courantes, elles ont le potentiel de construire le pont qui permet aux solutions IoT de tirer pleinement parti de la couverture massive des réseaux cellulaires. Avec les réseaux 5G en préparation et la lenteur avec laquelle différents fournisseurs pourraient atteindre une couverture maximale dans différentes villes, les eSIM seront certainement utiles pour garantir que les solutions IoT exploitent sans réserve la vitesse qu'elles sont sur le point d'apporter. Outre l'amélioration de la connectivité, les eSIM introduiront également de nouveaux modèles commerciaux qui contribueront à la manière dont le développement de solutions IoT est abordé.